JPH08315170A

JPH08315170A - アニメーション・データ作成装置

Info

Publication number: JPH08315170A
Application number: JP13729695A
Authority: JP
Inventors: Marumi Mihara; 円美三原
Original assignee: Sony Corp; Sony Computer Entertainment Inc
Current assignee: Sony Interactive Entertainment Inc; Sony Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: JP3683939B2

Abstract

(57)【要約】【目的】アニメーションを構成するオブジェクトの親
子関係を適切に管理するアニメーション・データ作成装
置を提供する。【構成】一連のアニメーション・データの主要な変化
点のフレームをキー・フレームとし、このキー・フレー
ムの画像を形成するキー・フレーム・データをアニメー
ションを構成するオブジェクトを配置することにより作
成する。キー・フレームに配置されたオブジェクトの中
で従属関係のあるオブジェクト間に親子関係を設定す
る。データ補間部３２での補間処理時に、隣り合うキー
・フレーム間で親子関係が異なっている場合は、両キー
・フレームにおいて、親子関係の状態を同じになるよう
にデータ補間部３２において変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、コンピュー
タを用いてアニメーション・データを作成するアニメー
ション・データ作成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アニメーションを、いわゆる手作
りで作成する場合には、作ろうとするとするアニメーシ
ョンの動きの始まりから終わりまでをスムーズな動きと
して見せるために必要なフレーム数を決める。そして、
決めたフレーム数の、各フレームの画像を作成する。し
かし、このように必要なすべてのフレームの画像を作成
するには、時間と労力がかかる。

【０００３】一方、コンピュータ・グラフィックス技術
を用いて、アニメーションを作成する方法が普及するよ
うになった。この方法は、アニメーション・データ作成
装置を用いて、各フレームの画像を形成する画像データ
を作成する。

【０００４】この方法においては、ユーザは、アニメー
ション・データ作成装置において、作成しようとするア
ニメーションの主要な変化点の画像をキー・フレームと
し、このキー・フレームの画像データを作成する。そし
て、キー・フレーム間に必要となるフレームは、前後の
キー・フレームの相関性を利用して、この前後のキー・
フレームを用いた補間処理によりアニメーション・デー
タ作成装置において、自動的に生成する。

【０００５】すなわち、図５に示すように、ユーザは、
実線で示すアニメーションの主要な変化点のフレームで
あるキー・フレームの画像データを作成しておく。そし
て、点線で示す、各キー・フレーム間に必要となる補間
フレームの画像データを、前後のキー・フレームの画像
データと、前後のキー・フレームからの位置に応じて、
例えば直線補間するなどして、アニメーション・データ
作成装置において自動的に生成する。これにより、キー
・フレームの画像データと、キー・フレーム間の補間フ
レームの画像データとからなる一連のアニメーション・
データが作成される。

【０００６】また、キー・フレームの画像データは、ア
ニメーションの構成要素である、例えば、飛行機、ヘリ
コプター、自動車など（以下、これらをオブジェクトと
総称する）を形成するモデル・データを用意しておき、
これをフレームに配置することで作成するようにされて
いる。

【０００７】例えば、「人体」のように「手」、
「指」、「腕」、「足」など各部が独自に動くアニメー
ションを作成する場合、「人体」を構成し、独自に動く
部分をオブジェクトとして扱うようにする。このように
することで、「手」、「指」、「腕」、「足」、「胴
体」、「首」、「頭部」などのオブジェクトで構成され
た「人体」の様々な動きのアニメーションを効率よく作
成することができる。

【０００８】また、例えば、「人体」を走らせるアニメ
ーションを作成する場合には、それぞれ別々に動く部
分、例えば、「右手」、「左手」、「右足」、「左足」
をオブジェクトとして扱うことで、「人体」全体の複雑
な動きを、各オブジェクトごとの動きによって表すこと
ができる。このようにすれば、キー・フレーム間のフレ
ームの生成（補間処理）は、オブジェクトごとの補間を
行なうことで簡単に行なえる。

【０００９】しかし、前述の「人体」のように、本来一
体となっているものから、「手」、「足」のように独立
した動きを行なう部分を分離してオブジェクトとした場
合、スムーズな動きのアニメーションを作成することは
難しい。

【００１０】例えば、「指」、「手」、「腕」、
「足」、「胴体」、「首」、「頭部」のように人体の各
部を分離した各オブジェクトを用いて作成した人体を歩
かせるアニメーションを作成する場合、「足」の運びに
合わせて「胴体」、「指」、「手」、「腕」、「首」、
「頭部」を移動させなければならないが、このように追
従性のある各部を独立のオブジェクトとして扱うと、各
オブジェクト間の追従性の維持が難しく、「足」の運び
より早く「胴体」が動いたり、「胴体」と「首」がずれ
たアニメーションになってしまうことがある。

【００１１】このため、追従性のあるオブジェクト間
に、いわゆる親子関係を設定して、子のオブジェクトは
親のオブジェクトに追従して動くようにすることが考え
られた。この親子関係の設定は、親のオブジェクトの座
標空間内で子のオブジェクトの動きが決まるように座標
系を定めることで実現できる。

【００１２】例えば、前述の「人体」の場合、「胴体」
を親オブジェクトとし、「手」、「腕」、「足」、
「首」をその子オブジェクトとなるように設定し、ま
た、「手」を親オブジェクトとして、手の「指」をその
子オブジェクトとし、「首」を親オブジェクトとして、
「頭部」をその子オブジェクトとして、座標系を定める
ようにするものである。このように親子関係を設定して
おけば、「胴体」が動けば、それに追従して各オブジェ
クトが動くようにでき、自然な動きのアニメーションが
作成できる。

【００１３】従来、上述したような各オブジェクト間の
親子関係は、１シーンについて設定するようにしてい
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アニメーシ
ョンの作成時において、１シーンの中でオブジェクトの
親子関係を変えたい場合がある。

【００１５】例えば、右手に持っていたボールを左手に
投げて、左手にボールを持ち換えるというようなアニメ
ーションの場合には、ボールが右手にある場合には、右
手が親、ボールが子になるように親子関係を設定してお
けばよい。

【００１６】しかし、ボールを左手に投げて、ボールが
左手に移った後、ボールの親オブジェクトが右手のまま
だと、ボールは左手にありながら、右手の動きに従属し
てしまい、不自然な動きのアニメーションになってしま
う。

【００１７】このような場合、従来は、親子関係は設定
せず、右手、左手、ボールを独立のオブジェクトとし
て、アニメーションを作成するようにしている。しか
し、この場合には、前述したように、右手、左手に応じ
て動く部分において、自然な動きのアニメーションが作
成しにくい。

【００１８】また、親子関係を用いてアニメーションを
作成しようとすれば、親子関係が一定である部分を１シ
ーンとしてアニメーションを作成する必要がある。しか
し、このようにすると、シーンの数は増えてしまい、作
成しなければならないキー・フレームの数が増えること
になり、効率的にアニメーションが作成できないことも
ある。

【００１９】以上のことにかんがみ、この発明は、１シ
ーンの中で親子関係を換えても、親子関係を適切に管理
することができるアニメーション・データ作成装置を提
供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の構成の、この発明
によるアニメーション・データ作成装置は、作成するア
ニメーションの構成要素であるオブジェクトをモデル・
データとして管理する構成要素管理手段と、一連のアニ
メーションの主要な変化点のフレームであるキー・フレ
ームの画像を形成するキー・フレーム・データを、前記
構成要素の配置データを含めて形成し、これを管理する
キー・フレーム管理手段と、前記キー・フレームに、配
置する前記オブジェクトのうち、従属関係があるオブジ
ェクト間に親子関係を設定し、その設定データをキー・
フレームごとに管理する親子関係管理手段と、前記キー
・フレーム管理手段からのキー・フレーム・データを用
いて２個のキー・フレーム間で必要となるフレームの画
像を、前記キー・フレームに含まれるオブジェクトごと
に補間処理を行なうことにより形成するデータ補間手段
と、を備え、前記データ補間手段において、前記オブジ
ェクトごとの補間処理を行なうに当たって、隣り合う前
記キー・フレーム間で、前記補間処理対象のオブジェク
トについて設定された前記親子関係の親のオブジェクト
が異なっていた場合には、前記隣り合うキー・フレーム
の両方の親のオブジェクトに共通の親を、前記補間処理
対象のオブジェクトの親として補間処理を行なうように
したことを特徴とする。

【００２１】

【作用】上記構成のこの発明によるアニメーション・デ
ータ作成装置においては、２枚のキー・フレームからオ
ブジェクトについての補間データを生成するときに親子
関係を参照する。２枚のキー・フレーム間で、目的オブ
ジェクトの親オブジェクトが同じであれば、その親オブ
ジェクトの座標空間内で当該オブジェクトを動かすよう
に補間データを求める。

【００２２】そして、前記オブジェクトの親オブジェク
トが２枚のキー・フレーム間で異なる場合には、異なる
親オブジェクトに共通の親としての、例えば、絶対座標
空間内で当該オブジェクトが動いたとしたときの補間デ
ータを求める。

【００２３】これにより、１シーン中で一つのオブジェ
クトについて親オブジェクトが変わっても、適正な補間
処理ができる。

【００２４】

【実施例】次に、図を参照しながら、この発明によるア
ニメーション・データ作成装置の一実施例について説明
する。

【００２５】図１は、この発明によるアニメーション・
データ作成装置の一実施例を説明するためのブロック図
である。

【００２６】図１に示すように、この例のアニメーショ
ン・データ作成装置は、入力装置１と、オブジェクト管
理部２１と親子関係管理部２２とレイアウト管理部２３
とからなるデータ設定部２と、キー・フレーム管理部３
１とデータ補間部３２とからなるデータ作成部３と、デ
ータ記憶部４と、画像表示部５とを備えている。

【００２７】入力装置１は、キーボードやいわゆるマウ
スを備え、オペレータからの指示や、各種情報の入力を
受け付ける。例えば、処理モードの切り換え指示や、キ
ー・フレームの作成指示や、キー・フレーム補間法によ
る一連のアニメーション・データの作成指示などが、入
力装置１を介して各部に供給される。

【００２８】また、詳しくは、後述するように、アニメ
ーションの構成要素（以下、オブジェクトという）間の
親子関係の設定も、この入力装置１を介して行なう。

【００２９】データ設定部２は、オブジェクト管理部２
１と、親子関係管理部２２と、レイアウト管理部２３と
を備え、各部は、アニメーションの作成に必要なデータ
を、その管理機能に応じて管理する。

【００３０】すなわち、オブジェクト管理部２１は、作
成しようとするアニメーションを構成する様々なオブジ
ェクトを形成する２次元あるいは３次元のモデル・デー
タを、そのオブジェクトＩＤとともに管理する。ここ
で、モデル・データは、アニメーションの作成に先立っ
て入力装置１や、図示しないスキャナ（画像読み取り装
置）などを介して、オブジェクト管理部２１に登録され
る。

【００３１】親子関係管理部２２は、一連のアニメーシ
ョンの主要な変化点のフレームであるキー・フレームご
とに、そのキー・フレームで用いるオブジェクト間に設
定する親子関係情報を管理する。この親子関係情報は、
例えば、キー・フレームの作成時に、入力装置１を介し
て親子関係管理部２２に登録される。親子関係は、例え
ば、各オブジェクトについて、親オブジェクトの有無
と、親オブジェクトのＩＤとが登録されて設定される。

【００３２】各オブジェクトは、独自に移動や回転など
をする移動空間であるローカル座標空間を有しており、
このローカル座標空間同士の従属関係がオブジェクト間
の親子関係となる。つまり、親オブジェクトが存在する
ときは、その親オブジェクトのローカル座標空間内に、
子オブジェクトのローカル座標空間が存在することにな
る。なお、以下では、上述のローカル座標空間の座標系
をローカル座標系という。

【００３３】また、すべてのオブジェクトは、共通の表
示座標空間に表示される。この表示座標空間は、すべて
のローカル座標空間が属する親とも呼べる絶対座標空間
（以下、ワールド座標空間という）である。以下では、
このワールド座標空間の座標系をワールド座標系とい
う。

【００３４】各オブジェクトのフレーム内における位置
や大きさ（モデル・データに対しての大きさ）を表わす
データとしてのマトリックスは、親オブジェクトが存在
しないオブジェクトの場合には、ワールド座標系からの
相対マトリックスとして与えられる。ワールド座標系か
らの相対マトリックスは絶対マトリックスである。

【００３５】一方、親子関係の設定による子オブジェク
トのフレーム内における位置や大きさを表わすマトリッ
クスは、親オブジェクトのローカル座標系からの相対マ
トリックスとして与えられる。

【００３６】そして、親オブジェクトが設定された子オ
ブジェクトは、自己の移動などのみにより決まる子オブ
ジェクト自身のローカル座標空間内に与えられる前記の
親オブジェクトのローカル座標系からの相対マトリック
スと、親オブジェクトのワールド座標系からの相対マト
リックスにより、ワールド座標系つまり表示座標空間上
の位置、大きさが決まる。

【００３７】親オブジェクトにさらに親オブジェクトが
存在する場合には、ワールド座標系からの相対マトリッ
クスではなく、その親の親のオブジェクトのローカル座
標系からの相対マトリックスが用いられ、親が設定され
ていないオブジェクトに至るまで、その親のローカル座
標系からの相対マトリックスを順次求め、すべての相対
マトリックスを用いて子オブジェクトのワールド座標系
内の位置、大きさが決まる。これについては、後述す
る。

【００３８】このようにして、子オブジェクトの表示座
標空間上の座標位置が求まり、親オブジェクトに追従す
るようなアニメーションになる。

【００３９】レイアウト管理部２３は、キー・フレーム
の作成時においては、作成しているキー・フレームのレ
イアウト・データを作成し、これを保存する。このレイ
アウト・データは、キー・フレームの画像を形成するた
めのデータであり、入力装置１を介して供給されるキー
・フレームの作成指示（オブジェクトの選択指示、移動
指示、拡大縮小指示など）に基づいて作成される。

【００４０】また、レイアウト管理部２３は、上述のレ
イアウト・データ、または、データ処理部２３からの一
連のアニメーション・データに基づいて、作成中のキー
・フレームの画像や、オブジェクト間に設定された親子
関係の状態、あるいは、一連のアニメーションを、画像
表示部５に表示するための表示データを作成する。

【００４１】なお、表示データの作成にあたっては、オ
ブジェクト管理部２１からのモデル・データや、親子関
係管理部２２からの親子関係情報が用いられる。

【００４２】画像表示部５は、陰極線管や液晶ディスプ
レイを備えており、レイアウト管理部２３からの表示デ
ータに基づいて、キー・フレームの画像あるいは、デー
タ処理部３で作成された一連のアニメーション・データ
によるアニメーションを表示する。これにより、オペレ
ータは、作成中のアニメーションを見て、確認しなが
ら、キー・フレームや、一連のアニメーションを作成す
ることができる。

【００４３】データ処理部３は、キー・フレーム管理部
３１とデータ補間部３２とを備えている。

【００４４】キー・フレーム管理部３１は、レイアウト
管理部２３で作成されたレイアウト・データの供給を受
けて、キー・フレームの画像を形成するためのキー・フ
レーム・データを作成する。このキー・フレーム・デー
タは、この例の場合、当該キー・フレームにおいて用い
るオブジェクトのオブジェクトＩＤ、フレーム上の座標
位置、回転角度などからなるデータである。

【００４５】また、この例のキー・フレーム管理部３１
は、親子関係管理部２２からの当該キー・フレームのオ
ブジェクト間に設定された親子関係情報をオブジェクト
に対応付けて管理する。これにより、親オブジェクトが
ある子オブジェクトのフレーム上の位置や大きさなど
を、親オブジェクトのローカル座標系からの相対マトリ
ックスによって表わすことができるようにしている。

【００４６】また、この例の場合、キー・フレーム管理
部３１は、作成しようとする一連のアニメーションに必
要なすべてのキー・フレームのキー・フレーム・データ
を保持、管理するとともに、キー・フレームを含めた一
連のアニメーションを構成するすべてのフレームの位置
を管理する。この各フレームの位置は、一連のアニメー
ションの開始位置からの相対時間を用いて管理され、こ
の例では、スタートフレームを「０」とした各フレーム
のフレーム番号によって管理する。

【００４７】これにより、キー・フレーム管理部３１
は、各キー・フレーム間に形成する補間フレームの枚数
や各補間フレームの前後のキー・フレームからの位置を
も把握できるようにされている。

【００４８】データ補間部３２は、キー・フレーム管理
部３１からのキー・フレーム・データと親子関係情報
と、補間処理によって形成する補間フレームのフレーム
番号の供給を受け、当該フレーム番号によって示される
補間フレームを挟む２枚のキー・フレームを検知する。
そして、その２枚のキー・フレームのキー・フレーム・
データと、その２枚のキー・フレームの各オブジェクト
に設定された親子関係情報と、当該補間フレームの上記
２枚のキー・フレームからの距離に応じて、補間処理に
より、補間フレームの補間フレーム・データを形成す
る。

【００４９】この例のアニメーション・データ作成装置
においては、オペレータは、キー・フレームの作成時
に、各キー・フレームごとに、そのキー・フレームを構
成するオブジェクト間に親子関係を設定することができ
るようにされている。したがって、データ補間部３２に
おいての補間処理で、前後２枚のキー・フレームのオブ
ジェクトに設定された親子関係を利用することができ
る。

【００５０】親子関係が隣り合う２枚のキー・フレーム
において同じである場合のデータ補間部３２での補間処
理について図２を用いて説明する。

【００５１】図２において、２枚のキー・フレームＫ
１、Ｋ２において、オブジェクトＡ、オブジェクトＢに
は、親オブジェクトは設定されておらず、オブジェクト
Ｃには、図２において点線で示すように、オブジェクト
Ｂが親オブジェクトとして設定されているとする。

【００５２】このとき、オブジェクトＡ、オブジェクト
Ｂの各ローカル座標空間は、ワールド座標空間内に存在
し、オブジェクトＡは、ワールド座標系からの相対マト
リックス、すなわち、絶対マトリックスによって、その
座標位置や大きさなどが表わされる。同様に、オブジェ
クトＢは、ワールド座標系からの相対マトリックス、す
なわち、絶対マトリックスによって、その座標位置や大
きさのなどが表わされる。

【００５３】また、オブジェクトＣのローカル座標空間
は、オブジェクトＢのローカル座標空間内に存在し、オ
ブジェクトＣは、オブジェクトＢのローカル座標系から
の相対マトリックスによって座標位置や大きさなどが表
わされる。

【００５４】そして、図２に示すように、キー・フレー
ムＫ１において、フレーム面に向ってオブジェクトＡの
左側に位置していたオブジェクトＢ、オブジェクトＣ
が、キー・フレームＫ２においては、オブジェクトＡの
右側に位置する場合のキー・フレームＫ１、Ｋ２間の補
間処理について考える。

【００５５】まず、親オブジェクトが設定されていない
オブジェクトＡ、Ｂについて考えると、キー・フレーム
Ｋ１、Ｋ２においてオブジェクトＡ、Ｂは、ワールド座
標系からの相対マトリックス（絶対マトリックス）によ
って、オブジェクトＡ、Ｂの位置や大きさが設定されて
いる。したがって、キー・フレームＫ１、Ｋ２間の各補
間フレームにおいてのオブジェクトＡ、Ｂの補間処理
は、キー・フレームＫ１においてのオブジェクトＡ、Ｂ
の絶対マトリックスと、キー・フレームＫ２においての
オブジェクトＡ、Ｂの絶対マトリックスと、補間する補
間フレームのキー・フレームＫ１、Ｋ２からの空間的な
距離とに応じて、演算によりオブジェクトＡ、Ｂについ
ての補間処理を行なう。

【００５６】オブジェクトＣについては、キー・フレー
ムＫ１、Ｋ２間で親子関係が同じであるため、キー・フ
レームＫ１、Ｋ２間の各補間フレームにおいても親子関
係は変わらない。

【００５７】そして、キー・フレームＫ１においてのオ
ブジェクトＣのオブジェクトＢのローカル座標系からの
相対マトリックスと、キー・フレームＫ２においてのオ
ブジェクトＣのオブジェクトＢのローカル座標系からの
相対マトリックスと、補間する補間フレームのキー・フ
レームＫ１、Ｋ２からの空間的な距離とに応じて、オブ
ジェクトＣについての補間処理を行なう。

【００５８】そして、用いられたすべてのオブジェクト
についての補間処理を行なって、当該補間フレームの補
間フレーム・データを形成する。この補間処理は、キー
・フレームＫ１、Ｋ２間のすべての補間フレームについ
て同じように行なって補間フレーム・データを形成す
る。

【００５９】このようにして、形成された各補間フレー
ム・データ、およびキー・フレームＫ１、Ｋ２のキー・
フレーム・データによって、画像を表示する場合には、
子オブジェクトの親オブジェクトからの相対マトリック
スを、ワールド座標系からの相対マトリックス、すなわ
ち、絶対マトリックスに変換する。

【００６０】すなわち、この例においては、オブジェク
トＣのオブジェクトＢのローカル座標系からの相対マト
リックスをＭＢＣとし、オブジェクトＢのワールド座標
系からの相対マトリックスをＭＢとしたとき、オブジェ
クトＣのワールド座標系からの相対マトリックスＭＢＣ
Ｗは、ＭＢＣＷ＝ＭＢ×ＭＢＣ … （１）となる。この相対マトリックスＭＢＣＷは、絶対マトリ
ックスであり、これにより、オブジェクトＣをすべての
オブジェクトに共通の表示座標空間（ワールド座標空
間）内に表示することができる。

【００６１】しかし、隣り合う２枚のキー・フレームに
おいて、各キー・フレームの画像を構成するオブジェク
トは共通であるが、親子関係が異なっていた場合には、
当該２枚のキー・フレーム間において、親子関係が切れ
たことになる。

【００６２】したがって、２枚のキー・フレームのデー
タとして得られているオブジェクトＣについての相対マ
トリックスは、それぞれ異なる親のローカル座標系から
の相対マトリックスである。したがって、このオブジェ
クトＣについて、キー・フレームのデータとして得られ
ている相対マトリックスを補間処理の対象としても、全
く意味のないものとなる。

【００６３】そこで、当該２枚のキー・フレームにおい
て、親オブジェクトが異なる子オブジェクトのマトリッ
クスを、共通の親からの相対マトリックス（共通する親
からのローカル座標系からの相対マトリックス）に変換
することにより、補間処理を行なうようにしなければな
らない。

【００６４】以下の例では、全てのオブジェクトに共通
するワールド座標系を共通の親として選んでいる。な
お、共通する親は、ワールド座標系に限るものではな
く、共通の親となり得るオブジェクトがあれば、当該親
オブジェクトのローカル座標系であっても構わない。

【００６５】例えば、図３に示すように、キー・フレー
ムＫ１では、オブジェクトＤ、Ｅには親オブジェクトは
設定されていないが、オブジェクトＦには、図３におい
て点線で示すように、オブジェクトＤが、親オブジェク
トとして設定されており、キー・フレームＫ１の次のキ
ー・フレームＫ２では、オブジェクトＤ、Ｅには親オブ
ジェクトは設定されていないが、オブジェクトＦには、
図３において点線で示すように、オブジェクトＥが親オ
ブジェクトとして設定されているとする。つまり、オブ
ジェクトＦの親オブジェクトがキー・フレーム間で変わ
っているとする。

【００６６】したがって、図３に示すキー・フレームＫ
１では、オブジェクトＦは、オブジェクトＤのローカル
座標系からの相対マトリックスを、その位置及び大きさ
の情報として有する。また、キー・フレームＫ２では、
オブジェクトＦは、オブジェクトＥのローカル座標系か
らの相対マトリックスを、その位置及び大きさの情報と
して有する。

【００６７】前述したように、このままでは、補間処理
できないので、ワールド座標系からの相対マトリックス
に、当該オブジェクトＦの位置及び大きさの情報を変換
する。

【００６８】すなわち、前述したように、オブジェクト
Ｄのワールド座標系からの相対マトリックス、すなわ
ち、オブジェクトＤの絶対マトリックスをＭＤとし、オ
ブジェクトＥのワールド座標系からの相対マトリック
ス、すなわち、オブジェクトＥの絶対マトリックスをＭ
Ｅとし、また、キー・フレームＫ１におけるオブジェク
トＦの親オブジェクトＤのローカル座標系からの相対マ
トリックスをＭＦＤ、キー・フレームＫ２におけるオブ
ジェクトＦの親オブジェクトＥのローカル座標系からの
相対マトリックスをＭＦＥとすると、オブジェクトＦの
キー・フレームＫ１におけるワールド座標系からの相対
マトリックスＭＦＷ１、オブジェクトＦのキー・フレー
ムＫ２におけるワールド座標系からの相対マトリックス
ＭＦＷ２は、ＭＦＷ１＝ＭＤ×ＭＦＤ … （２）ＭＦＷ２＝ＭＥ×ＭＦＥ … （３）により求めることができる。各マトリックスＭＤ、Ｍ
Ｅ、ＭＦＤ、ＭＦＥはキー・フレーム・データから既知
である。

【００６９】こうして得られた絶対マトリックスＭＦＷ
１、ＭＦＷ２を用いて、キー・フレームＫ１、Ｋ２間で
オブジェクトＦについての補間処理を行なうことができ
る。

【００７０】以上のようにして、２枚のキー・フレーム
間で異なるように親子関係が設定された場合でも、これ
に左右されることなく、キー・フレームＫ１、Ｋ２間の
補間フレーム・データを形成することができる。

【００７１】なお、親子関係の階層構造が、いく層もあ
る場合には、例えば、前述のキー・フレームＫ１におい
て、オブジェクトＤの親が、オブジェクトＧで、オブジ
ェクトＧの親がオブジェクトＨで、オブジェクトＨが、
ワールド座標系の絶対マトリックスにより、その位置、
大きさなどが設定されている場合には、ワールド座標系
になるまで順を追って親オブジェクトを辿ってマトリッ
クスを掛け合わせればよい。すなわち、オブジェクトＤ
の親オブジェクトＧのローカル座標系からの相対マトリ
ックスをＭＤ、オブジェクトＧの親オブジェクトＨのロ
ーカル座標系からの相対マトリックスをＭＧ、オブジェ
クトＨのワールド座標系からの相対マトリックスをＭＨ
とすると、ＭＦＷ１＝ＭＨ×ＭＧ×ＭＤ×ＭＦＤ … （４）のようにオブジェクトＦのキー・フレームＫ１における
ワールド座標系からの相対マトリックスＭＦＷ１を求め
ることができる。

【００７２】なお、上述のような場合、補間フレームで
の補間処理は、ワールド座標系からの絶対マトリックス
で行なうので、各補間フレームにおいては、補間するオ
ブジェクトの親をワールド座標系として設定しておくの
はもちろんである。

【００７３】また、隣り合う２枚のキー・フレーム間
で、親子関係が異なっていない場合には、前述のような
親子関係の変換処理は必要なく、設定された親子関係情
報を用いて補間処理を行なうようにする。

【００７４】このようにして、データ補間部３２での補
間処理が行なわれることにより形成された一連のアニメ
ーション・データは、データ記憶部４に供給される。

【００７５】データ記憶部４は、磁気ディスクや光ディ
スクを備えており、キー・フレーム及び補間フレームの
データからなる一連のアニメーション・データを記憶す
る。

【００７６】なお、データ記憶部４には、アニメーショ
ン・データをイメージ・データとして記憶してもよい。

【００７７】また、この例のアニメーション・データ作
成装置は、図１に示したように、データ補間部３２で形
成されたアニメーション・データをキー・フレーム管理
部３１を介して、レイアウト管理部２３に供給し、ここ
で、一連のアニメーションを表示するための表示データ
を形成して、画像表示部５に一連のアニメーションを表
示させることもできる。

【００７８】なお、この一連のアニメーションの表示
は、入力装置１を介して提供されるユーザからの指示に
応じて行なわれ、表示スピードの調整などの指示を行な
うこともできる。

【００７９】次に、前述のデータ補間部３２においての
補間処理について詳細に説明する。

【００８０】この例のデータ補間部３２においての補間
処理は、キー・フレームを構成するオブジェクトごと
に、補間処理を行なう。例えば、前述の図３に示した例
のようにオブジェクトＤ、Ｅ、Ｆにより構成されたキー
・フレームＫ１、Ｋ２間の補間フレーム・データを形成
する場合には、オブジェクトＤ→オブジェクトＥ→オブ
ジェクトＦのように、順に各オブジェクトについての補
間フレーム・データを形成し、形成されたオブジェクト
Ｄ、オブジェクトＥ、オブジェクトＦについての各補間
フレーム・データを重ね合わせることによって、１枚の
補間フレーム・データを形成する。

【００８１】そして、１枚の補間フレーム・データが形
成されると、次のフレーム番号で示される補間フレーム
の補間フレーム・データを形成する。このように、デー
タ補間部３２では、オブジェクトごと、補間フレーム単
位に、補間フレーム・データを形成していく。

【００８２】また、データ補間部３２でのオブジェクト
ごとの補間処理において、例えば、図３のキー・フレー
ムＫ１、Ｋ２の構成するオブジェクトＤ、Ｅのように、
親となるオブジェクトが設定されていないオブジェク
ト、すなわち、ワールド座標系からの相対マトリックス
（絶対マトリックス）によって位置や大きさが表わされ
るオブジェクトに対しては、この絶対マトリックスに応
じて、前述したような補間処理を実行する。

【００８３】そして、図３に示すオブジェクトＦのよう
に、親オブジェクトに従属している場合には、以下に説
明するようにして、当該オブジェクトの補間処理を行な
う。

【００８４】図４は、図３に示したオブジェクトＦにつ
いての補間処理について説明するためのフローチャート
である。

【００８５】データ補間部３２において、親オブジェク
トに従属しているオブジェクトＦが検知されると、デー
タ補間部３２は、キー・フレーム・データから、オブジ
ェクトＦのキー・フレームＫ１における親オブジェクト
ＩＤと、キー・フレームＫ２における親オブジェクトＩ
Ｄを求め、それぞれＰｉｄ１、Ｐｉｄ２に設定する（ス
テップ１０１）。この親オブジェクトＩＤは、キー・フ
レーム管理部３１から供給された、当該処理中のキー・
フレームの親子関係情報より、求めることができる。

【００８６】そして、求めた親オブジェクトＩＤが、キ
ー・フレームＫ１と、キー・フレームＫ２において異な
って入るか否かを判断する（ステップ１０２）。ステッ
プ１０２の判断処理において、親オブジェクトがキー・
フレームＫ１とキー・フレームＫ２とで異なっていると
判断されると、キー・フレームＫ１とキー・フレームＫ
２におけるオブジェクトＦの座標変換を行なうマトリッ
クスをワールド座標系からの相対マトリックス（絶対マ
トリックス）となるように変換する（ステップ１０
３）。ワールド座標系からの相対マトリックスは、前述
した式（２）、（３）のように演算により求めることが
できる。

【００８７】ステップ１０３の処理において、オブジェ
クトＦのマトリックスをワールド座標系からの相対マト
リックスに変換したことに伴って、オブジェクトＦの親
オブジェクトを、この例の場合、ワールド座標系に設定
する（ステップ１０４）。

【００８８】そして、前述したように、前後２枚のキー
・フレーム、この場合、キー・フレームＫ１、Ｋ２と、
上述のように設定された親子関係情報とに基づいて、オ
ブジェクトＦについての補間処理を行なう（ステップ１
０５）。

【００８９】また、ステップ１０２の判断処理におい
て、親オブジェクトが異なっていないと判断された場合
には、この例においては、キー・フレームＫ１とキー・
フレームＫ２において、オブジェクトＦは、共通する親
オブジェクトのローカル座標系からの相対マトリックス
によって、位置や大きさが示されているため、マトリッ
クスの変換処理などする必要がなく、ステップ１０５の
処理に進み、補間処理が行なわれる。

【００９０】また、キー・フレーム・データが多数枚あ
る場合には、図４に示した補間処理は、例えば、キー・
フレームＫ１、Ｋ２間の補間フレーム・データの形成が
終了すると、次に、キー・フレームＫ２と、キー・フレ
ームＫ２に続くキー・フレームＫ３との間で行なうよう
にする。すなわち、対象とするキー・フレームを時間方
向にスライドさせることにより、一連のアニメーション
・データを作成することができる。

【００９１】また、ステップ１０４の処理は、共通する
親オブジェクトが、ワールド座標系に至る前にあった場
合には、当該共通の親オブジェクトを親オブジェクトと
して設定し、補間処理を行なうようにすればよい。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるア
ニメーション・データ作成装置によれば、キー・フレー
ムごとにオブジェクト間の親子関係を管理しているの
で、キー・フレーム間でオブジェクトの親子関係が変わ
るアニメーションを、キー・フレームに基づく補間処理
によって適切に作成することができる。

【００９３】したがって、アニメーションを構成するオ
ブジェクトの親子関係を親子関係が一定となるシーンだ
けに設定するという制約をなくすことができ、より柔軟
にアニメーションを作成することができるアニメーショ
ン・データ作成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるアニメーション・データ作成装
置の一実施例を説明するためのブロック図である。

【図２】この発明によるアニメーション・データ作成装
置の一実施例において、アニメーションを構成するオブ
ジェクトの親子関係が、隣り合う２枚のキー・フレーム
で一致している場合の補間処理を説明するための図であ
る。

【図３】この発明によるアニメーション・データ作成装
置の一実施例において、アニメーションを構成するオブ
ジェクトの親子関係が、隣り合う２枚のキー・フレーム
間で異なる場合の補間処理を説明するための図である。

【図４】この発明によるアニメーション・データ作成装
置の一実施例において行なわれる親子関係が設定された
オブジェクトの補間処理について説明するためのフロー
チャートである。

【図５】キー・フレームと補間フレームによって形成さ
れるアニメーション・データを説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１入力装置２データ設定部２１オブジェクト管理部２２親子関係管理部２３レイアウト管理部３データ処理部３１キー・フレーム管理部３２データ補間部４データ記憶部５画像表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作成するアニメーションの構成要素である
オブジェクトをモデル・データとして管理する構成要素
管理手段と、一連のアニメーションの主要な変化点のフレームである
キー・フレームの画像を形成するキー・フレーム・デー
タを、前記構成要素の配置データを含めて形成し、これ
を管理するキー・フレーム管理手段と、前記キー・フレームに、配置する前記オブジェクトのう
ち、従属関係があるオブジェクト間に親子関係を設定
し、その設定データをキー・フレームごとに管理する親
子関係管理手段と、前記キー・フレーム管理手段からのキー・フレーム・デ
ータを用いて２個のキー・フレーム間で必要となるフレ
ームの画像を、前記キー・フレームに含まれるオブジェ
クトごとに補間処理を行なうことにより形成するデータ
補間手段と、を備え、前記データ補間手段において、前記オブジェクトごとの
補間処理を行なうに当たって、隣り合う前記キー・フレ
ーム間で、前記補間処理対象のオブジェクトについて設
定された前記親子関係の親のオブジェクトが異なってい
た場合には、前記隣り合うキー・フレームの両方の親の
オブジェクトに共通の親を、前記補間処理対象のオブジ
ェクトの親として補間処理を行なうようにしたことを特
徴とするアニメーション・データ作成装置。
【請求項２】前記共通の親をすべてのオブジェクトに共
通の座標空間に設定するようにしたことを特徴とする請
求項１に記載のアニメーション・データ作成装置。